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1、地质与交通工程系地质与交通工程系Department of Geological & Transportation Engineering普通地质学普通地质学Physical Geology教教 师：孙长彦师：孙长彦办公室：系部办公室：系部212Novomber，2012岩浆作用和变质作用岩浆作用和变质作用地质学基础地质学基础1 岩浆作用岩浆作用2 变质作用变质作用3 复习与思考复习与思考岩浆作用岩浆作用地质学基础地质学基础 基本概念基本概念 火山作用火山作用 侵入作用侵入作用 火成岩火成岩1 1 岩浆作用岩浆作用岩浆：岩浆：上地幔和地壳深处形成的，以硅酸盐为主要成分的炽上地幔和地壳深处形成的
2、，以硅酸盐为主要成分的炽热、黏稠、含有挥发分的熔融体热、黏稠、含有挥发分的熔融体 基本概念基本概念火成岩：火成岩：由岩浆冷却固结形成的岩石由岩浆冷却固结形成的岩石1 1 岩浆作用岩浆作用 基本概念基本概念喷出岩：喷出岩：由流出地表的岩浆（熔岩）冷却固结的岩石由流出地表的岩浆（熔岩）冷却固结的岩石火山碎屑岩：火山碎屑岩：火山爆发时被气体爆裂的熔岩碎块，落到火山爆发时被气体爆裂的熔岩碎块，落到地表后胶结形成火山碎屑岩地表后胶结形成火山碎屑岩侵入岩：侵入岩：岩浆在地下上升、侵入结晶形成的岩石岩浆在地下上升、侵入结晶形成的岩石1 1 岩浆作用岩浆作用岩浆的成分：岩浆的成分：化学成分以化学成分以SiO2
3、为主，可占为主，可占40%-75%，其它，其它主要成分为主要成分为Al2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等，此等，此外还含有外还含有少量气体（少量气体（0.2%-3%），主要为水蒸气和），主要为水蒸气和CO2SiO2含量岩浆（中国）岩浆（西方）火成岩45%超基性超镁铁质苦橄岩45-53%基性镁铁质玄武岩53-65%中性中性安山岩65%酸性长英质流纹岩SiO2含量和含量和K2O、Na2O正相关，与正相关，与FeO、MgO负相关负相关 基本概念基本概念1 1 岩浆作用岩浆作用 基本概念基本概念岩浆的温度：岩浆的温度：随随SiO2含量增加而降低（玄武质岩浆含量增加而降低（玄武质岩浆10
4、20-1225，安山质岩浆，安山质岩浆900-990 ，流纹质岩，流纹质岩浆浆735-890 ）岩浆的黏度：岩浆的黏度：岩浆的成分和温度岩浆的成分和温度（1）岩浆成分（酸度）岩浆成分（酸度正比和挥发分正比和挥发分反比）反比）（2）温度（反比）温度（反比）基性岩浆：温度高、压力小、稀基性岩浆：温度高、压力小、稀酸性岩浆：温度低、压力大、稠酸性岩浆：温度低、压力大、稠1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用非爆炸性喷发非爆炸性喷发火山喷火山喷发强度发强度爆炸性喷发爆炸性喷发岩浆宁静地流出地表，不伴随强烈爆炸的喷发方式伴随有突然的、往往是灾难性的猛烈爆炸的岩浆喷发方式1 1 岩浆作用岩浆作用 火山
5、作用火山作用裂隙喷发裂隙喷发火山口火山口类型类型中心喷发中心喷发岩浆从伸长的裂隙喷出口喷发岩浆从一个管道状中心喷出口喷发1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 非爆炸性喷发非爆炸性喷发熔岩喷泉：熔岩喷泉：岩浆中气体溶解度降低，形成气泡上岩浆中气体溶解度降低，形成气泡上冒，迅速上升冒出地表冒，迅速上升冒出地表岩浆性质：玄武质岩浆性质：玄武质地质环境：洋中脊和洋岛地质环境：洋中脊和洋岛1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 非爆炸性喷发非爆炸性喷发熔岩席：熔岩席：玄武质岩浆流黏度非常小、流速非常快，流出的熔玄武质岩浆流黏度非常小、流速非常快，流出的熔岩迅速大面积泛滥，形成覆盖面积大而厚度薄
6、的熔岩席岩迅速大面积泛滥，形成覆盖面积大而厚度薄的熔岩席1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 非爆炸性喷发非爆炸性喷发枕状熔岩：枕状熔岩：中央裂谷流出的玄武质熔岩受到海水的迅速冷却，中央裂谷流出的玄武质熔岩受到海水的迅速冷却，黏度大为降低，不能迅速大面积泛滥，形成枕状熔岩黏度大为降低，不能迅速大面积泛滥，形成枕状熔岩1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 非爆炸性喷发非爆炸性喷发绳状熔岩：绳状熔岩：喷出口附近熔岩温度高、溶解的气体含量高，因而喷出口附近熔岩温度高、溶解的气体含量高，因而黏度低，流动迅速，形成薄的、具光滑的绳状表面的绳状熔岩黏度低，流动迅速，形成薄的、具光滑的绳状表面的
7、绳状熔岩1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 非爆炸性喷发非爆炸性喷发渣块熔岩：渣块熔岩：当熔岩冷却、溶解的气体继续丢失，其黏度逐渐增大，当熔岩冷却、溶解的气体继续丢失，其黏度逐渐增大，流速降低，熔岩流形成厚的、具粗糙不平的渣块状表面的渣块熔岩流速降低，熔岩流形成厚的、具粗糙不平的渣块状表面的渣块熔岩1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 非爆炸性喷发非爆炸性喷发溅落锥：溅落锥：当气体在冷却的熔岩当气体在冷却的熔岩流中聚集，冲出固结的熔岩流流中聚集，冲出固结的熔岩流表面形成喷出口喷出，喷出的表面形成喷出口喷出，喷出的熔岩滴溅落在喷出口周围可堆熔岩滴溅落在喷出口周围可堆积成溅落锥积成溅
8、落锥1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 爆炸性喷发爆炸性喷发岩浆性质：安山质、流纹质岩浆性质：安山质、流纹质地质环境：岛弧地质环境：岛弧-活动大陆边缘或内部活动大陆边缘或内部安山质和流纹质黏度大不安山质和流纹质黏度大不易流出地表，在喷出前积易流出地表，在喷出前积聚了巨大的能量，一旦到聚了巨大的能量，一旦到达地表，压力骤减，溶解达地表，压力骤减，溶解其中的气体迅速膨胀、逃其中的气体迅速膨胀、逃逸，积聚的巨大能量得以逸，积聚的巨大能量得以释放，而引起爆炸性喷发，释放，而引起爆炸性喷发，喷出大量炽热气体和火山喷出大量炽热气体和火山碎屑，同时伴随地震、滑碎屑，同时伴随地震、滑坡、海啸等坡、海啸
9、等1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 爆炸性喷发爆炸性喷发当上升的富硅、富含溶解气当上升的富硅、富含溶解气体的岩浆到达地表，迅速减体的岩浆到达地表，迅速减压引起溶解气体强烈膨胀，压引起溶解气体强烈膨胀，产生强烈上冲的稠密的炽热产生强烈上冲的稠密的炽热气体和火山碎屑混合物，在气体和火山碎屑混合物，在喷出口上方冷空气中快速上喷出口上方冷空气中快速上升形成升形成喷发柱喷发柱；在喷发柱物在喷发柱物质与周围大气圈密度相等的质与周围大气圈密度相等的高度，喷发柱开始横向伸展，高度，喷发柱开始横向伸展，形成形成蘑菇状喷发云蘑菇状喷发云1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 爆炸性喷发爆炸性喷发有时
10、上升的岩浆达到有时上升的岩浆达到地表迅速减压引起溶地表迅速减压引起溶解气体强烈膨胀，以解气体强烈膨胀，以强烈横向喷射的强烈横向喷射的横向横向冲击波冲击波形式释放能量，形式释放能量，形成由炽热气体和火形成由炽热气体和火山碎屑混合物组成的山碎屑混合物组成的惊人速度紧贴地面横惊人速度紧贴地面横扫而过的扫而过的火山碎屑流火山碎屑流1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 爆炸性喷发爆炸性喷发主要爆炸性喷发后，主要爆炸性喷发后，由于岩浆中溶解的气由于岩浆中溶解的气体大为减少，能量大体大为减少，能量大为降低，喷发转变为为降低，喷发转变为熔岩流从喷出口流出熔岩流从喷出口流出的非爆炸性形式的非爆炸性形式1
11、1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 火山火山火山喷发形成的由熔岩和火山碎火山喷发形成的由熔岩和火山碎屑组成的地貌景观屑组成的地貌景观火山锥火山锥火山口火山口喷出口喷出口火山要素火山要素1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 火山火山火山形成视频1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 火山火山盾火山：盾火山：低黏度的低黏度的玄武质岩浆非爆炸玄武质岩浆非爆炸中心喷发形成的，中心喷发形成的，由熔岩流连续堆积由熔岩流连续堆积形成的，具有宽阔形成的，具有宽阔顶面和平缓侧翼的顶面和平缓侧翼的盾牌形大型火山盾牌形大型火山主要类型主要类型顶缓翼陡顶缓翼陡1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用
12、火山火山主要类型主要类型火山渣锥：火山渣锥：中心式喷发中心式喷发形成的由火形成的由火山碎屑组成山碎屑组成的锥形火山的锥形火山坡度较陡坡度较陡1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 火山火山主要类型主要类型复合火山：复合火山：由安山质火由安山质火山碎屑和熔山碎屑和熔岩互层组成岩互层组成的锥形火山的锥形火山顶陡翼缓顶陡翼缓1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 火山火山主要类型主要类型熔岩穹窿：熔岩穹窿：由高黏度的安山质由高黏度的安山质-流纹质熔岩缓慢挤出形成的穹状流纹质熔岩缓慢挤出形成的穹状或塔状火山锥或塔状火山锥1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 火山火山主要类型主要类型熔岩高
13、原：熔岩高原：由陆地由陆地裂隙喷发从大断裂裂隙喷发从大断裂中涌出的黏度非常中涌出的黏度非常小、流速非常快、小、流速非常快、很稀薄的玄武质熔很稀薄的玄武质熔岩泛流堆积而成，岩泛流堆积而成，覆盖面积广大的台覆盖面积广大的台地状火山地状火山1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用 火山火山主要类型主要类型洋中脊：洋中脊：沿着洋中脊峰顶中沿着洋中脊峰顶中央裂谷正在进行海底裂隙喷央裂谷正在进行海底裂隙喷发，流出枕状玄武岩发，流出枕状玄武岩1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用1 1 岩浆作用岩浆作用 火山作用火山作用1 1 岩浆作用岩浆作用 侵入作用侵入作用 深部岩浆向上运深部岩浆向上运移，侵入周
14、围岩石中，移，侵入周围岩石中，当岩浆上升驱动力与当岩浆上升驱动力与负荷压力相等时岩浆负荷压力相等时岩浆停止上升，而未冲破停止上升，而未冲破地表的岩浆活动地表的岩浆活动侵入作用形成岩石侵入作用形成岩石称侵入岩称侵入岩 岩浆侵入围岩过程中伴生的作用有：岩浆侵入围岩过程中伴生的作用有：（1 1）同化作用与混染作用）同化作用与混染作用 岩浆熔融围岩将围岩改变成岩浆的一部分，称同岩浆熔融围岩将围岩改变成岩浆的一部分，称同化作用化作用 岩浆总是沿破碎带向上运移，在同化过程中，岩浆总是沿破碎带向上运移，在同化过程中， 残残留在同化体中未被同化的围岩，称捕虏体留在同化体中未被同化的围岩，称捕虏体 岩浆因同化围
15、岩而改变了自已原有成分的作用，岩浆因同化围岩而改变了自已原有成分的作用，称混染作用称混染作用 同化作用与混染作用互相伴生同化作用与混染作用互相伴生1 1 岩浆作用岩浆作用 侵入作用侵入作用 岩浆侵入围岩过程中伴生的作用有：岩浆侵入围岩过程中伴生的作用有：（2 2）结晶分异作用）结晶分异作用 在岩浆冷凝过程中，按矿物熔点的高低依次结晶在岩浆冷凝过程中，按矿物熔点的高低依次结晶出不同成分的矿物，并形成不同种类的岩石的作用出不同成分的矿物，并形成不同种类的岩石的作用1 1 岩浆作用岩浆作用 侵入作用侵入作用连续反应系列： 部分先结晶的矿物同剩余岩浆发生作用，形成化学成分上连续变化，内部结构无根本变化
16、的一系列相似矿物不连续反应系列： 部分先结晶的矿物同剩余岩浆发生作用，形成既有化学成分上的变化，又有内部结构显著变化的一系列不同矿物美国岩石学家鲍温将富含橄榄石的玄武岩重熔后，再让其缓慢冷凝，证明了结晶分异过程1 1 岩浆作用岩浆作用 侵入作用侵入作用基性斜长石中性斜长石酸性斜长石1 1 岩浆作用岩浆作用 侵入作用侵入作用侵入岩的产状侵入岩的产状1 1 岩浆作用岩浆作用 火成岩（岩浆岩）火成岩（岩浆岩）由岩浆作用形成的侵入岩和喷出岩统称为火成岩由岩浆作用形成的侵入岩和喷出岩统称为火成岩1 1 岩浆作用岩浆作用 火成岩（岩浆岩）火成岩（岩浆岩） 矿物成分矿物成分 从超镁铁质火成岩至长英质火成岩，
17、硅铝矿从超镁铁质火成岩至长英质火成岩，硅铝矿物石英、长石含量逐渐增加，铁镁矿物含量逐渐物石英、长石含量逐渐增加，铁镁矿物含量逐渐减少，颜色逐渐变浅减少，颜色逐渐变浅暗色矿物：暗色矿物：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母橄榄石、辉石、角闪石、黑云母浅色矿物：浅色矿物：钾长石、斜长石、石英钾长石、斜长石、石英1 1 岩浆作用岩浆作用 火成岩（岩浆岩）火成岩（岩浆岩） 结构结构 有充分时间结晶的形成粗粒结构（1mm） 迅速喷出的具有细粒结构甚至玻璃质结构（20mm时为微晶结构 粒度越细，颜色越深，喷出岩结晶时间短，粒度细，较同成分侵入岩颜色深 玻璃质结构的特点：玻璃光泽、贝壳状端口 许多喷出岩矿物颗粒粒度
18、可分为明显不同的两群，这种结构称斑状结构1 1 岩浆作用岩浆作用 火成岩（岩浆岩）火成岩（岩浆岩） 构造构造块状构造气孔构造杏仁构造流纹构造枕状构造柱状构造辉长岩辉长岩闪长岩闪长岩花岗岩花岗岩玄武岩玄武岩安山岩安山岩流纹岩流纹岩1 1 岩浆作用岩浆作用 火成岩（岩浆岩）火成岩（岩浆岩） 代表性火成岩代表性火成岩1 1 岩浆作用岩浆作用 火成岩（岩浆岩）火成岩（岩浆岩） 火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩是由火山碎屑落到地表后胶结形成火山碎屑岩是由火山碎屑落到地表后胶结形成火山弹火山砾火山灰64mm3mm中粒变晶结构中粒变晶结构 平均粒径平均粒径13mm细粒变晶结构细粒变晶结构 平均粒径平均粒径1m
19、m显微变晶结构显微变晶结构根据晶粒大小根据晶粒大小等粒变晶结构等粒变晶结构不等粒变晶结构不等粒变晶结构斑状变晶结构斑状变晶结构根据颗粒相对大小根据颗粒相对大小2 2 变质作用变质作用 变质岩变质岩 变质岩的结构变质岩的结构2 2 变质作用变质作用 变质岩变质岩 变质岩的结构变质岩的结构岩石大致由等轴粒状变晶颗粒组成岩石大致由等轴粒状变晶颗粒组成花岗变晶结构花岗变晶结构纤维变晶结构纤维变晶结构 主要由柱状、针状和纤维状主要由柱状、针状和纤维状变晶矿物组成变晶矿物组成鳞片变晶结构鳞片变晶结构 主要由滑石、绿泥石、云主要由滑石、绿泥石、云母等片状矿物所组成母等片状矿物所组成2 2 变质作用变质作用
20、变质岩变质岩 变质岩的结构变质岩的结构2 2 变质作用变质作用 变质岩变质岩 变质岩的结构变质岩的结构变余结构变余结构 在变质作用过程中，在变质作用过程中，如果变质重结晶作用进如果变质重结晶作用进行的不完全，原岩的矿行的不完全，原岩的矿物成分和结构特征等将物成分和结构特征等将被部分保留下来，从而被部分保留下来，从而形成变余结构形成变余结构2 2 变质作用变质作用 变质岩变质岩 变质岩的构造变质岩的构造 定向压力参与下形成的定向构造形成面状构造，定向压力参与下形成的定向构造形成面状构造，biaobiao现为一系列近平行排列的面，称为现为一系列近平行排列的面，称为面理面理板状构造：板状构造：变质结
21、晶程度变质结晶程度低，密集的劈理面显示低，密集的劈理面显示千枚状构造：千枚状构造：面理由细小的面理由细小的片状硅酸盐定向排列而成片状硅酸盐定向排列而成2 2 变质作用变质作用 变质岩变质岩 变质岩的构造变质岩的构造片状构造：片状构造：变质结晶程度变质结晶程度高，面理由肉眼可识别的高，面理由肉眼可识别的片、板、针、柱状矿物连片、板、针、柱状矿物连续定向排列而成续定向排列而成片麻状构造：片麻状构造：岩石变质结晶岩石变质结晶程度高，矿物肉眼可识别，程度高，矿物肉眼可识别，粒状矿物含量高，板片状、粒状矿物含量高，板片状、针柱状矿物在其中断续定向针柱状矿物在其中断续定向排列排列大理岩云英岩蛇纹岩红柱角岩
22、2 2 变质作用变质作用 变质岩变质岩2 2 变质作用变质作用 变质岩变质岩板岩千枚岩片麻岩片岩642 2 变质作用变质作用 3 复习与思考复习与思考名词解释：名词解释：岩浆岩、岩浆作用、喷出岩、火山碎屑岩、岩浆岩、岩浆作用、喷出岩、火山碎屑岩、侵入岩、侵入作用、深成岩、浅成岩、枕状熔岩、绳侵入岩、侵入作用、深成岩、浅成岩、枕状熔岩、绳状熔岩、渣状熔岩、同化作用、混染作用、捕虏体、状熔岩、渣状熔岩、同化作用、混染作用、捕虏体、浅色矿物、暗色矿物、火山碎屑岩的划分、变质岩、浅色矿物、暗色矿物、火山碎屑岩的划分、变质岩、正变质作用、负变质作用、正变质作用、负变质作用、简述：简述：结晶分异作用、鲍文反应序列、火成岩的结构结晶分异作用、鲍文反应序列、火成岩的结构构造、变质岩的结构构造、变质作用的机制、变质作构造、变质岩的结构构造、变质作用的机制、变质作用的四种类型用的四种类型
